蘇 浩，楊英杰，趙 凱

（1.遼寧省水文水資源勘測(cè)局鞍山分局，遼寧 鞍山 114002；2.遼寧省水文水資源勘測(cè)局，遼寧 沈陽(yáng) 110003；3.遼寧省水文水資源勘測(cè)局大連分局，遼寧 大連 116023）

遼寧作物生長(zhǎng)條件下潛水蒸發(fā)研究

蘇 浩1，楊英杰2，趙 凱3

（1.遼寧省水文水資源勘測(cè)局鞍山分局，遼寧 鞍山 114002；2.遼寧省水文水資源勘測(cè)局，遼寧 沈陽(yáng) 110003；3.遼寧省水文水資源勘測(cè)局大連分局，遼寧 大連 116023）

文章根據(jù)鞍山市臺(tái)安徑流實(shí)驗(yàn)站 1999 年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料，通過(guò)分析潛水蒸發(fā)影響因素的敏感性，用雙因素?zé)o重復(fù)方差分析法比較了地下水埋深、土質(zhì)和月份（即作物不同生育期）3種最主要因素對(duì)潛水蒸發(fā)影響的顯著程度，推求出遼寧中部平原區(qū)潛水蒸發(fā)預(yù)測(cè)模型。

潛水蒸發(fā)；方差分析；潛水蒸發(fā)模型；遼寧臺(tái)安

地下水是水資源的重要組成部分，潛水蒸發(fā)是地下水排泄的主要途徑，是水量平衡的重要因素之一，是水資源評(píng)價(jià)和地區(qū)水利規(guī)劃的基礎(chǔ)資料，因此研究推求出作物在生育期潛水蒸發(fā)預(yù)測(cè)模型具有十分重要的意義和作用。

1 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況

實(shí)驗(yàn)區(qū)域在遼寧省鞍山市臺(tái)安縣，位于遼寧省的中部，遼河下游三角洲的腹部，鞍山市的北端。實(shí)驗(yàn)田間埋設(shè) 26個(gè)地中滲透儀，地中滲透儀為直徑60cm，厚 5mm 深 4m 或 4.5m，截面積 3000cm2的鐵試筒。26 個(gè)土筒最深為 4.5m。最淺為 0.0m。其中 12 個(gè)試筒中裝有遼中、渾蒲、燈塔、凌海、大洼及東港等 6 個(gè)地方取的原狀土，另外 14 個(gè)試筒中裝有臺(tái)安本地水田原狀土，

氣象場(chǎng)部分包括：直徑 20cm 的雨量器和虹吸式自計(jì)雨量計(jì) 2 套；固態(tài)存儲(chǔ)雨量計(jì) 1 套；直徑20cm 的蒸發(fā)皿和 E601 蒸發(fā)器；百葉箱 2 套，一套內(nèi)裝自計(jì)溫度計(jì)和濕度計(jì)，另一套內(nèi)裝干球、濕度溫度表、濕度表；風(fēng)向風(fēng)速計(jì)；氣壓計(jì)；地溫計(jì)等，實(shí)驗(yàn)設(shè)施項(xiàng)目齊全，資料具有一定代表性。

2.1 土質(zhì)和月份

由表 1的方差分析得知，對(duì)于行即土質(zhì)來(lái)說(shuō)，F(xiàn)比=11.3596＞3.287383=F0.05，土質(zhì)對(duì) 潛水蒸 發(fā) 的影響較顯著；對(duì)于列即月份來(lái)說(shuō)，F(xiàn)比=12.78777＞F0.05=2.901295, 地下水埋深 對(duì)潛水蒸發(fā)的 影 響顯著。但是，由 2 組比較數(shù)據(jù)可知，月份比土質(zhì)的影響更顯著，所以此文將主要按月份逐月推算潛水蒸發(fā)的計(jì)算模型，土質(zhì)選 2種討論。

表1 方差分析

2.2 土質(zhì)和地下水埋深

將亞砂土和亞粘土作為一組，砂土和粘土作為一組，分別進(jìn)行方差分析如下。

2.2.1 亞砂土和亞粘土

由表 2的方差分析得知，對(duì)于行即土質(zhì)來(lái)說(shuō)，F(xiàn)比=3.333505＜5.987374=F0.05，所以認(rèn)為土質(zhì)對(duì)潛水蒸發(fā)的影響不是很顯著；對(duì)于列即地下水埋深來(lái)說(shuō)，F(xiàn)比=443.502＞F0.05=4.283862，所 以認(rèn)為地下水埋深對(duì)潛水蒸發(fā)的影響顯著。

2.2.2 砂土和粘土

由表 3的方差分析得知，對(duì)于行即土質(zhì)來(lái)說(shuō)，F(xiàn)比=1.945033＜6.607877=F0.05，所以認(rèn)為土質(zhì)對(duì)潛水蒸發(fā)的影響不是很顯著；對(duì)于列即地下水埋深來(lái)說(shuō)，F(xiàn)比=37.57422＞F0.05=5.050339，所以認(rèn)為地下水埋深對(duì)潛水蒸發(fā)的影響顯著。

2 數(shù)據(jù)分析

影響潛水蒸發(fā)的因素很多，現(xiàn)用雙因素?zé)o重復(fù)方差分析法比較一下地下水埋深、土質(zhì)和月份（即作物不同生育期）3種最主要因素對(duì)潛水蒸發(fā)影響的顯著程度。

表2 方差分析

表3 方差分析

3 模型理論依據(jù)

由前節(jié)所述可知，土質(zhì)對(duì)潛水蒸發(fā)的影響不如地下水埋深和月份對(duì)潛水蒸發(fā)的影響顯著，所以這里主要考慮地下水埋深和月份因素，分別按月份以砂土和粘土為例分析潛水蒸發(fā)系數(shù)C與埋深H的關(guān)系，逐月建立計(jì)算模型。

潛水蒸發(fā)系數(shù)C與埋深H的關(guān)系常用的經(jīng)驗(yàn)擬合公式包括：

冪函數(shù)型公式：

指數(shù)型公式：

阿維里揚(yáng)諾夫公式：

通過(guò)點(diǎn)繪土壤各月的潛水蒸發(fā)系數(shù)C與埋深的關(guān)系可以得出，總的趨勢(shì)是隨著埋深的增加，潛水蒸發(fā)系數(shù)都逐漸減小。采用以上3種常用的表示潛水蒸發(fā)系數(shù)與埋深關(guān)系的公式進(jìn)行擬合。結(jié)果表明，由于在潛水埋深為零時(shí)，冪函數(shù)型公式得到的潛水蒸發(fā)系數(shù)趨于無(wú)窮大，結(jié)果不合理，誤差很大；由阿維里揚(yáng)諾夫公式得到的拋物線比試驗(yàn)點(diǎn)較晚地到達(dá)零點(diǎn)，誤差也很大，而且擬合方法不是很科學(xué)；指數(shù)型公式的擬合結(jié)果與實(shí)際情況較吻合。

4 建立模型

通過(guò)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，直線回歸方程可以寫成的形式，其中 a 和 b 是擬合系數(shù)，擬合的數(shù)據(jù)具體見表4。

表4 砂土和粘土的擬合系數(shù)

所得潛水蒸發(fā)模型為指數(shù)型公式：

式中：C 是某月平均潛水蒸發(fā)系數(shù)，C＝Eg/E0，Eg 為潛水蒸發(fā)量，mm，E0為標(biāo)準(zhǔn) E601 型蒸發(fā)器觀測(cè)的水面蒸發(fā)量，mm；H 為地下水埋深，m；a，b 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

5 模型檢驗(yàn)

根據(jù)式（4）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算 結(jié) 果和 1999 年的潛水蒸發(fā)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行F顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示模型擬合好，顯著性檢驗(yàn)符合要求。

6 結(jié)語(yǔ)

1）地下水埋深對(duì)潛水蒸發(fā)的影響顯著，但月份比土質(zhì)的影響更顯著，對(duì)于砂土和粘土，它們?cè)?月份時(shí)的系數(shù) a和 b都很大，這是因?yàn)?7月份是大豆的需水高峰期，大豆根系吸水強(qiáng)烈，潛水蒸發(fā)系數(shù)大；砂土比粘土的更大一些是因?yàn)樯惩镣临|(zhì)較粗，空隙較大，易于潛水蒸發(fā)。

2）有作物潛水蒸發(fā)模型的建立將可估算遼寧省中部地區(qū)潛水蒸發(fā)系數(shù)，為遼寧中部平原區(qū)潛水資源的計(jì)算、為潛水蒸發(fā)無(wú)損失轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力提供科學(xué)依據(jù)。

［1］沈立昌.關(guān)于潛水蒸發(fā)經(jīng)驗(yàn)公式的探討［J］.水利學(xué)報(bào)，1985（7），34-40.

［2］唐海行，蘇逸深，張和平.潛水蒸發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究及其經(jīng)驗(yàn)公式的改進(jìn)［J］.水利學(xué)報(bào),1989（10）.

［3］孔凡哲，王曉贊.有作物條件下潛水蒸發(fā)計(jì)算方法的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2002（3）.

［4］程先軍.作物生長(zhǎng)條件下潛水蒸發(fā)的研究［D］.武漢水利電力學(xué)院研究生論文，1990.

［5］孫明，薛明霞，王立琴.潛水蒸發(fā)與埋深模型研究［J］.山西水利科技，2003（3）.

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A

1002－0624（2014）04－0061－02

2013-09-05